輕型鋼結構講義ppt課件

1、 第 四 章 墻 架 與 龍 骨 4.1 概要 輕質墻通常采用壓型鋼板、夾芯板、石棉瓦等輕質材料作為墻板，墻板可單側或雙側掛在墻梁上，并經過墻梁將墻體自重及程度荷載傳至承重柱或墻架柱和根底。 輕質墻可減輕構造自重，滿足各項運用要求，縮短施工周期，具有較好的技術經濟效益。 墻梁通常采用冷彎薄壁型鋼制造，常用截面為卷邊C型鋼、卷邊Z型鋼和槽鋼，窗框上下及門框上的橫梁，宜采用冷彎薄壁方管或矩形管。 與熱軋槽鋼、角鋼或工字鋼墻梁相比，可節(jié)省鋼材30左右，且制造、運輸、安裝比較方便。 近年來各類建筑的內隔墻和吊頂也廣泛采用冷彎薄壁型鋼龍骨又稱輕鋼龍骨，與以往的隔墻及吊頂相比具有自重輕、抗震性能好、施工簡

2、便且美觀等諸多優(yōu)點。4-2 墻梁 4-2.1 根本規(guī)定 墻梁主要接受程度風荷載， 的主平面置于程度方向，并采用支托支承于柱外側，墻梁通常緊貼柱外側與焊在柱上的角鋼支托經過螺栓相連。 槽鋼槽口可向上或向下放置，實踐工程多采用向下布置，因向上布置易積水、積灰，會加速墻梁銹蝕。 Z 型鋼墻梁通常平放在角鋼支托上，其截面主軸與水平線略有傾斜，計算中需思索此傾角。 在程度荷載作用下，墻梁通常設計成單跨簡支梁，柱距較小時可設計成兩跨延續(xù)梁。 xxyyxxyy如下圖，宜將剛度較大 當柱距大于6m時，常在兩柱中間加設墻架柱，按兩等跨延續(xù)梁計算；設置隅撐的方法按三跨延續(xù)梁計算，進而減小墻梁跨中的彎矩和撓度，同時

3、隅撐為墻梁內肢提供側向支承點。 計算簡圖如右所示。 槽鋼或 Z 型鋼墻梁垂直于地面方向的剛度較弱，必需設置豎向支撐，即在墻梁的豎向平面中設置拉條系統，墻梁中拉條的設置同屋面拉條的設置。 拉條承當的墻體自重經過斜拉條傳至承重柱或墻架柱上，普通每隔 5 根墻梁設置一對斜拉條，以分段傳送墻體自重。 隅撐柱墻梁6m l 10m斜拉條拉條墻梁ab如下圖，也可如右圖所示經過 墻體不高時，可在柱頂設置小桁架與拉條相連，墻體自重經由拉條經過小桁架傳至柱頂。 當采用單層墻板時，墻板通常掛于墻梁外側，在墻體自重作用下墻梁將發(fā)生改動，如圖a所示將拉條設置于靠墻板一側的1/3腹板高度范圍內。 當采用雙層輕質墻板時，將

4、墻板掛于墻梁兩側，墻板能有效地阻止墻梁的改動變形，拉條宜設置于墻梁中央的豎向平面內，如圖b所示。 墻梁的豎向支撐亦可采用如圖c、d所示的形式，由兩道平行的或交叉的拉條組成柔性抗扭支撐；或如e圖所示，由冷彎薄壁槽鋼或方矩形控制成的剛性抗扭支撐。adcbe墻梁拉條拉條撐桿墻梁如下圖， 抗扭支撐可減小墻梁的改動變形，提高墻梁的整體穩(wěn)定性。剛性抗扭支撐還可把墻體荷載直接傳至根底，使傳力簡捷、直接。 在豎向荷載墻體自重作用下，無拉條的簡支墻梁按簡支梁計算，跨中設有一道拉條和跨間設有兩道拉條的簡支墻梁可分別按兩跨和三跨延續(xù)梁計算。 墻梁與壓型鋼板墻板的連接，可以采用6mm的自攻螺釘在壓型鋼板波谷處與墻梁相

5、連，也可采用6mm的鉤頭螺栓在壓型鋼板波峰處與墻梁相連。 每塊壓型鋼板在同一程度處與墻梁的銜接應不少于3個銜接件，相鄰墻梁處的銜接件應交錯布置。自攻螺釘墻梁壓型鋼板鉤頭螺栓ab如下圖，4-2.2 墻梁的荷載與受力分析 作用于墻梁的荷載有豎向荷載和程度風荷載。 豎向荷載包括墻體墻板和保溫、隔熱資料等自重、墻梁自重、玻璃窗自重等永久荷載，還能夠存在雨蓬上的可變荷載，如雪荷載或屋面均布活荷載、積灰荷載等。 設計墻梁時，通常思索以下兩種荷載組合： 豎向荷載設計值+程度風壓力設計值迎風面； 豎向荷載設計值+程度風吸力設計值背風面。 程度風荷載q y產生彎矩Mx，對于跨越一個柱距的墻梁，按單跨簡支梁計算；

6、跨越兩個柱距的墻梁，按兩跨連續(xù)梁計算；以角隅撐作為支撐的墻梁按三跨延續(xù)梁計算。 按構造力學方法計算跨中及支座處的彎矩； 跨中及支座處的彎矩也可按下表采用。 檁檁 條墻條墻 梁的梁的 內內 力力 計計 算算 檁條形式 拉 條設 置 由q y產生的彎矩Mx 由q x產生的彎矩My 單 跨 簡 支 檁 條 無拉條 跨 中有 一 道 拉條 三分點處各有一道拉條 雙 跨 連 續(xù) 檁 條 無拉條 每跨跨中有 一道拉條 q812xl132-6412lqxxq l23601901-lxq22q lx116-81x2q llqx2lqx37.2-12lqx56-12lqx5212112lqx122lq18y-y

7、8q l121162lqy 豎向荷載qx產生的彎矩My可根據墻梁跨間拉條的設置情況計算，拉條可作為墻梁的支承點，按構造力學方法計算跨中及支座處的彎矩。 跨中及支座處的彎矩也可按上表采用。 在豎向荷載qx和程度風荷載q y作用下，墻梁接受的剪力按構造力學方法計算，也可按下表采用。 墻 梁 剪 力 Vx 的 計 算 圖 式 拉 條 數 荷 載 簡 圖 剪 力 Vx 圖最大支座反力 無 拉 條 0.5qxl跨中一道拉條 0.625q x l跨中三分點處 設兩道拉條 0.367q x l0.5q x l0.5q x l0.313q x l0.188q x l0.188q x l0.313q x l0.

8、2q x l0.133q x l0.133q x l0.2q x l0.167q x l0.167q x llqxqxl / 2l / 2qxl/3l/3l/3 墻 梁 剪 力 Vy 的 計 算 圖 式4-2.3 墻梁的強度與穩(wěn)定計算 當墻板放在墻梁外側且不落地時，其重力荷載即豎向荷載q x及程度風荷載q y不經過墻梁截面的剪切中心，墻梁為荷載偏離截面彎心且與主軸傾斜的受彎構件，應思索雙力矩的影響。 簡支墻梁的抗彎強度按下式計算：墻 梁 類 別 荷 載 簡 圖 剪 力 Vy 圖最大支座反力單跨簡支梁 0.5q y l兩跨連續(xù)梁 1.25q y l0.5q y l0.5q y l0.625q y

9、 l0.375q y l0.375q y l0.625q y llqyqyl / 2l / 2xye0osqxqy如下圖，fWBWMWMenyyenxx 式中：Mx、My ：對截面主軸x、y軸的彎矩； Wenx、Weny ：對截面主軸x軸和y軸的有效凈截面 模量； B ：與所取彎矩同一截面的雙力矩， 簡支梁的雙力矩按附錄采用； W ：與彎矩引起的應力同一驗算點處的 毛截面扇性模量。 當不能在構造上保證整體穩(wěn)定性時，還應按下式計算其穩(wěn)定性： 式中：Wex、Wey ：對截面主軸x軸和y軸的受壓邊緣 的有效截面模量； bx ：冷彎薄壁型鋼墻梁的整體穩(wěn)定系 數，采用繞強軸彎曲的穩(wěn)定系數。fWBWMWM

10、eyybxexx 假設墻梁兩側均設置墻板并與墻梁結實銜接，或者墻梁一側設有墻板另一側設置可阻止墻梁改動變形的拉條和撐桿，可以為構造上能保證墻梁的整體穩(wěn)定性。僅計算強度即可，此時強度計算中可不計雙力矩的影響。 需求指出的是，當墻梁一側設有墻板并與墻梁結實連接時，不能以為墻梁的穩(wěn)定性得到保證，因外側掛墻板的墻梁上作用背風面風荷載時，此時遠離墻板側的墻梁翼緣受壓，仍需按上式驗算墻梁的整體穩(wěn)定性。 x 軸和 y 軸方向的抗剪強度可分別按下式計算：式中：Vxmax、Vymax ：豎向荷載設計值qx和程度風荷載設 計值qy所產生的剪力的最大值； f v ：鋼材抗剪強度設計值；v0 xmaxxtb43Vfv

11、0ymaxyth23Vf b0、h0 ：墻梁截面沿截面主軸 x、y方向的計算高 度，取相交板件銜接處兩內弧起點間的距 離； t ：墻梁截面的厚度。4-2.4 墻梁的剛度計算 墻梁在豎向荷載 qx作用下產生撓度，在程度風荷載q y作用下產生程度變位，應分別按單跨簡支梁和多跨延續(xù)梁計算，拉條可作為支承點。 墻梁的程度變位和豎向撓度可按以下兩表采用。 墻梁程度變位和豎向撓度的最大值均應滿足下式要求： 式中 ：按荷載規(guī)范值算得的墻梁豎向撓度和水 平變位的最大值； vvmaxmaxv ：墻梁的允許撓度值，按規(guī)范采用， 墻梁的允許撓度與其跨度之比為： 壓型鋼板、瓦楞鐵墻面的程度方向為1/150； 窗洞頂部的墻梁程度和豎直方向為1/200，且豎 向撓度不得大于10mm，否那么會影響窗扇的開啟。 圓鋼拉條直徑不宜小于10mm，所需截面面積應經過計算確定。 拉條視為墻梁跨間的豎向支承，其內力按延續(xù)梁的支承反力計算，也可直接采用前面列表墻梁剪力Vx的計算圖式中的最大支座反力。 v 墻 梁 水 平 變 位 計 算 公 式 類 別 荷 載 簡 圖最大水平變位計算公式僅跨越一個柱距 跨越兩個柱距 設 有 角 隅 撐lq kyq kyl / 2l / 2q kyl/3l/3l/3IE384q5=x4kylvmaxyIE192q=x4kylvm